encyklopedia.space

Escherichia coli

Escherichia coli, często skracane do E. coli, jest gatunkiem gram‑ujemnych bakterii z rodziny Enterobacteriaceae. Naturalnym miejscem występowania jest przewód pokarmowy ssaków, w tym człowieka, gdzie większość szczepów pełni rolę komensalistyczną. Niektóre szczepy są jednak patogenne i mogą wywoływać choroby o różnym stopniu nasilenia.

Klasyfikacja

  • Królestwo: Bakterie
  • Typ: Proteobacteria
  • Klasa: Gammaproteobacteria
  • Rząd: Enterobacterales
  • Rodzina: Enterobacteriaceae
  • Rodzaj: Escherichia
  • Gatunek: Escherichia coli

Budowa morfologiczna i fizjologia

Patogeny i niepatogeny E. coli są:

  • rozkładanymi pałeczkami (bacillus), o długości 1–3 µm i średnicy 0,5 µm,
  • posiadającymi ścianę komórkową bogatą w lipopolisacharyd (LPS) charakterystyczny dla gram‑ujemnych bakterii,
  • z przystosowanymi do życia w warunkach beztlenowych i tlenowych enzymami,
  • z licznymi projekcjami zewnętrznymi – fimbrie i pilusy, umożliwiającymi adhezję do komórek gospodarza.

Różnorodność szczepowa

W obrębie gatunku wyróżnia się tysiące szczepów, które dzieli się na:

  • komensalne (niepatogenne) – zamieszkują jelita i uczestniczą w syntezie witamin K i B12, metabolizmie żółci,
  • patogenne – podzielone na:
    • szczepy enteropatogenne (EHEC, EPEC, ETEC), wywołujące biegunki i zakażenia układu pokarmowego,
    • szczepy enteroagregacyjne (EAEC),
    • szczepy uropatogenne (UPEC), powodujące zakażenia układu moczowego,
    • szczepy septyczno‑zagrożeniowe (NMEC), wywołujące zapalenie opon mózgowo‑rdzeniowych u noworodków.

Patogeniczność i choroby

Patogenne E. coli mogą prowadzić do:

  • ostrej biegunki wodnistej (np. po spożyciu skażonej żywności),
  • zespole hemolityczno‑uremicznym (HUS) wywołanym przez toksynę Shiga (STx),
  • zakażenia dróg moczowych, zwłaszcza u kobiet,
  • zapalenia opon mózgowo‑rdzeniowych u noworodków,
  • sepsy, zwłaszcza w populacji immunokompromitowanej.

Zastosowanie w biotechnologii

Ze względu na szybki wzrost, łatwość manipulacji genetycznej i dobrze poznany genom (sekwencjonowanie całej sekwencji w 1997 r.), E. coli jest podstawowym organizmem modelowym i produkcyjnym w:

  • syntezie białek rekombinowanych (insulina, hormony wzrostu),
  • produkcji enzymów przemysłowych (beta-galaktozydaza, lacZ),
  • badaniach nad regulacją genów (promotor, operator),
  • testach diagnostycznych (PCR, testy immunologiczne),
  • szczepionkach (np. szczepionka przeciwko szczepowi O157:H7).

Diagnostyka i metody laboratoryjne

W diagnostyce klinicznej wykorzystuje się:

  • hodowlę na pożywkach selektywnych (MacConkey, EMB),
  • biochemiczne testy różnicujące (fermentacja laktozy, test IMViC),
  • techniki molekularne – reakcję łańcuchową polimerazy (PCR) z primerami specyficznymi dla genów patogenności (stx, eae),
  • metody serologiczne – ELISA wykrywające antygeny O i H.

Historia odkrycia

Szczegółowy opis bakterii odbył się w 1885 roku przez niemieckiego mikrobiologa Theodora Eschericha, od którego nazwiska pochodzi nazwa rodowa. Początkowo uznawano je jedynie za składnik flory jelitowej, dopiero w drugiej połowie XX wiecznia odkryto patogenne szczepy.

Epidemiologia i znaczenie zdrowotne

W Polsce, podobnie jak w innych krajach, E. coli jest jedną z najczęstszych przyczyn zakażeń pokarmowych. Według raportów epidemiologicznych rocznie notuje się kilka tysięcy przypadków biegunek związanych z E. coli, z czego część wymaga hospitalizacji.

Środki kontroli i prewencji

  • Higiena żywności – gotowanie, unikanie surowego mięsa i niepasteryzowanego mleka,
  • Utrzymanie czystości w zakładach przemysłowych (HACCP),
  • Stosowanie antybiotyków w przypadkach wskazanych klinicznie (np. nitrofurantoina w zakażeniach moczowych),
  • Monitorowanie wody pitnej i źródeł wody (testy na obecność E. coli jako wskaźnika zanieczyszczenia fekalnego).

Literatura

Do najważniejszych publikacji dotyczących E. coli należą:

  1. Rasko, D.A. i Bäumler, A.J. „Ecology of Escherichia coli in the mammalian gut” – Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2020.
  2. Blattner, F.R. et al. „The complete genome sequence of Escherichia coli K‑12” – Science, 1997.
  3. Karmali, M.A. „Pathogenic Escherichia coli” – Clinical Microbiology Reviews, 2021.

Powiązane tematy

Więcej informacji można znaleźć w następujących artykułach: